Didascalia: la pila di veicoli integrata per un concetto di missione umana nello spazio profondo. Credito: NASA
Ci sono tutti i tipi di dettagli da prendere in considerazione quando si viaggia nello spazio profondo, come dove andare, cosa fare e come tornare. Poiché i sognatori dagli occhi stellati spesso non tengono conto delle realtà pratiche di mettere un essere umano in un tale ambiente, gli ingegneri con gli occhi d'acciaio sono lasciati a decidere i dettagli grintosi di una tale missione, come ad esempio quante paia di calze sono necessarie. Fortunatamente, la NASA impiega ingegneri che hanno sia uno sguardo d'acciaio che uno stellato e il loro lavoro ha appena prodotto un rapporto interessante che parla del lato umano dell'esplorazione dello spazio profondo.
Il documento, scritto da Michelle Rucker e Shelby Thompson del Johnson Space Center, si concentra sui requisiti di una nave che porterà la prima ondata di esploratori umani nello spazio profondo in un asteroide vicino alla Terra (NEA), si spera nel prossimo futuro. Il team ha sottolineato che stavano solo esaminando i requisiti di base e il documento fornisce solo una base su cui lavorare per team più specializzati che progetteranno singoli sottosistemi.
Per sviluppare le basi, il team ha dovuto formulare alcune ipotesi e queste ipotesi sono rivelatrici per chiunque sia interessato ai futuri piani di esplorazione umana della NASA. Il team ha assunto una missione di andata e ritorno di 380 giorni in un NEA, composto da 4 persone, con solo 30 giorni della missione trascorsa nell'asteroide. Presumevano la disponibilità di una varietà di veicoli specifici per missione, nonché la capacità di svolgere attività extra-veicolari e attraccare con il modulo dell'equipaggio Orion, ancora in fase di sviluppo presso la NASA. Tuttavia, tali ipotesi potrebbero portare a una missione entusiasmante se si svolgono durante l'intero processo di progettazione.
Didascalia: abbigliamento per due settimane in una borsa per il trasporto dell'equipaggio. Credito: NASA
Oltre alle ipotesi, il team ha sfruttato le conoscenze acquisite da anni di lavoro sulla Stazione Spaziale Internazionale e ha aiutato a considerare dettagli come quanti pacchetti di bevande in polvere sono necessari per la durata del viaggio e quanto dentifricio un la persona usa quotidianamente nello spazio. Tutti questi numeri sono stati ridotti per ricavare dimensioni complessive per l'imbarcazione.
Sebbene la somma di questi volumi abbia prodotto un veicolo spaziale di dimensioni eccessive, il team ha valutato la frequenza e la durata dell'attività per identificare funzioni che potrebbero condividere un volume comune senza conflitti, riducendo il volume totale del 24%. Dopo aver aggiunto il 10% per la crescita, il volume funzionale pressurizzato risultante è stato calcolato per essere almeno 268 mc (9.464 mc) distribuiti sulle funzioni.
Queste dimensioni hanno portato a una struttura a 4 piani per un totale di quasi 280 metri cubi (10.000 piedi cubici) di spazio pressurizzato che sembra che potrebbe essere uscito dal set di Prometeo.
Didascalia: layout Habitat nello spazio profondo concettuale. Credito: NASA / Michelle Rucker e Shelby Thompson.
I vari sottosistemi possono essere suddivisi in sette diverse categorie. La più grande è la sezione dell'attrezzatura, che occupa il 22% del veicolo spaziale. Questo spazio includerebbe elementi come il pannello di controllo ambientale e le apparecchiature di navigazione e comunicazione. Tuttavia, i progettisti hanno pensato che il sistema di propulsione, molto probabilmente un sistema di propulsione elettrica solare, e tutte le apparecchiature di controllo necessarie sarebbero state parte di un modulo collegabile e non avrebbero fatto parte dello spazio abitativo principale dell'habitat.
Le operazioni di missione e le operazioni di veicoli spaziali costituiscono i blocchi più grandi successivi dello spazio abitabile, ciascuno con un clock del 20%. Queste aree sono riservate a compiti specifici della missione che non sono ancora definiti e compiti generali che sono necessari indipendentemente dal tipo di missione in cui viene lanciato l'habitat, come la manutenzione e la riparazione di base.
Molta considerazione è stata data alle esigenze psicologiche e di privacy degli abitanti della nave e come tale circa il 30% dello spazio abitabile totale è dedicato alle cure delle persone a bordo, con il 18% destinato alle cure "individuali" e il 12% andare a cure di "gruppo".
Didascalia: area abitativa e operativa del gruppo di un modulo concettuale di habitat nello spazio profondo. Credito: NASA / Michelle Rucker e Shelby Thompson.
Le cure individuali comprendono nozioni di base come letti, pulizia di tutto il corpo e servizi igienici. L'assistenza di gruppo è più per attività multi-persona, come una sala da pranzo, preparazione del cibo e aree per riunioni. L'ultimo 2% dell'area a bordo è stato assegnato alla pianificazione di "contingenza". Si adatta bene al suo omonimo, poiché il team di progettazione spera di non dover mai usare lo spazio il cui scopo principale è quello di affrontare la depressurizzazione della cabina, la fatalità dell'equipaggio o altri disastri imprevedibili. C'è anche un'area protetta all'interno dell'habitat per il rifugio dell'equipaggio durante un evento di radiazione solare.
Con le basi stabilite, ora spetta ai team specializzati sviluppare la prossima serie di requisiti per i sottosistemi. Il progetto finale sarà completato solo dopo un lungo e iterativo processo di calcolo e ricalcolo, progettazione e riprogettazione. Supponendo che i team perseverino e che l'agenzia spaziale riceva finanziamenti adeguati per lo sviluppo di una missione nello spazio profondo in un asteroide, gli ingegneri orientati ai dettagli della NASA avranno sviluppato un modulo habitat molto flessibile da utilizzare nel prossimo passo dell'esplorazione dello spazio umano che i sognatori ovunque possono ottenere eccitato per.
Fonte: Rapporto tecnico della NASA: Sviluppo di un habitat per una missione spaziale di lunga durata
Andy Tomaswick, un ingegnere elettrico che segue la scienza e la tecnologia spaziale.
